Далее за дело взялись Джон Холл из Колорадского университета (США) и Теодор Хэнш из Института имени Макса Планка (ФРГ). Они поняли, что даже в луче лазера каждый из фотонов, как бы ни были они похожи, продолжает сохранять свою индивидуальность.
Как удалось это установить? Ученые использовали для сортировки своего рода сито. А если точнее — «спектральную гребенку». Так в обиходе физиков называется прибор величиной с обувную коробку. В нем стоит особый лазер, который выдает набор спектральных частот, который является своего рода физическим отображением известного в математике тригонометрического ряда Фурье. Если на это эталонное излучение наложить с помощью зеркал излучение другого, контролируемого, лазера, произойдет интерференция — лучи, в зависимости от фазы, будут складываться и вычитаться. И там, где частоты одинаковы, наложившиеся волны нейтрализуют друг друга и в спектре образуется провал (или провалы), т. е. затемнение. По ним и судят о частоте контролируемого лазера.
Такую «гребенку» теперь используют в точнейших физических экспериментах, продвигающих вперед науку. Их результаты затем были использованы при разработке высокоточных часов и спутниковых устройств глобального позиционирования (GPS). Кроме того, они помогли также конструированию лазеров нового поколения, голографических систем, трехмерного телевидения…
Используют подобные исследования и для изучения микромира. Так, в 2003 году сотрудники Калифорнийского технологического института сумели загнать в лазерную ловушку одинокий атом цезия. Это достижение назвали демонстрацией «одноатомного» лазера, который сможет найти применение в квантово-информационных технологиях.
Тонкость тут такая. Обычно лазер, как уже говорилось, фотоны испускает как бы коллективно, маршевыми колоннами. Однако и в современном бою, и в нынешней науке эффективность любого действия зависит прежде всего от того, насколько правильно и быстро будет действовать каждый солдат или отдельная частица. Поэтому «одноатомный» лазер — это, кроме всего прочего, принципиальный шаг к созданию квантовых компьютеров.
Идея их создания возникла 15–20 лет назад. И теперь говорят, что на задачу, которую обычный компьютер решал бы тысячу лет, квантовый компьютер затратит всего несколько часов. Однако чтобы он реально заработал, да еще с таким быстродействием, как запланировано, необходимо еще немало потрудиться. Проблема в том, что квантовое состояние атомов и иных частиц очень хрупко, неустойчиво, подвержено даже слабым помехам и шумам. Поэтому реальные квантовые компьютеры вряд ли появятся раньше чем через 20–25 лет.
Станислав ЗИГУНЕНКО
КСТАТИ…
О саранче и… о «звездных войнах»
Наряду с Нобелевскими премиями ежегодно вручаются «анти-Нобелевские» премии за самое бесполезное открытие. Традиция была продолжена и в этом году.
Одними из первых Ig Nobel Prize — так официально звучит название премии — получили сотрудники знаменитого Массачусетского технологического института за изобретение… бегающего будильника. В отличие от обычного, он перемещается по комнате, не переставая при этом противно звонить. Волей-неволей приходится просыпаться, вставать и ловить беглеца. Работа прошла по разряду экономики. Возможно, члены жюри полагали, что бегающий будильник экономит своему хозяину деньги на такси, которые придется платить, если, проспав, будешь опаздывать на занятия или на работу.
В области физики лауреатом стал коллектив исследователей австралийского Университета Квинсленда, ученые которого выяснили: густой застывший деготь капает через воронку со скоростью одна капля каждые 9 лет. Исследования велись ни много ни мало — почти 80 лет. Так что сомневаться не приходится: на практике доказано, что даже застывшая смола все-таки сохраняет свойства текучести.
Со свойствами текучести и сопротивляемости жидкости имели дело и Эдвард Касслер с Брайаном Геттельфингером из Университета Миннесоты. В итоге им досталась «анти-Нобелевская» премия по химии за поиск ответа на вопрос: где человек плавает быстрее — в воде или в сиропе?
Добавляя сахар в воду, исследователи меняли ее вязкость и измеряли скорость пловца. Полученные данные, как надеются исследователи, пригодятся тренерам. К тому же лауреатам, как они сознаются, просто нравились сами по себе эксперименты.
Парфюмеры из Австралии, Канады и Швейцарии были удостоены премии за то, что изучили и детально проанализировали запахи, которые испускают лягушки во время стресса. Но мнению исследователей, люди эволюционно и генетически недалеки от мышей и лягушек. И сами при стрессах выделяют некие запахи, которые неплохо было бы нейтрализовать. Чем и занимаются парфюмеры в настоящее время.